动能、势能和机械能
复习重点:动能、势能的理解,机械能守恒定律的理解与掌握
复习难点:动能与势能之间的相互转化
动能的影响因素
动能:运动的物体具有的能量。
提出问题:动能与什么因素有关?
猜想与假设:1、动能与物体的 有关
动能与物体运动 有关
设计实验:同一斜面,物体在斜面的起始高度不同,到达斜面底端的 不同。
进行实验:
将不同质量的小球从斜面同一高度下落,观察木块在水平面上的移动距离。木块移动越远,说明小球对木块做功越 ,小球在斜面底部具有的能量 越
将 质量的小球从不同斜面高度释放,观察木块在水平面上的移动距离。
分析论证
小球质量/g 高度/cm 斜面底端速度/m.s-1 木块移动距离/m
m h 4 4
2m h 5 5
m 1/2 h 3 3
结论:1、物体的动能大小跟它的 有关. 相同时, 越大,动能越大.
2、物体的动能大小跟 有关. 相同时, 越大,动能越 .
动能用 表示,EK=
二、重力势能的影响因素
重力势能:物体被 具有的能量。
将两个质量不同的小球从同一高度下落,发现质量大的小球砸出地面的坑大而深,说明在 相同时,质量越大,物体具有的重力势能越
将同一小球从不同高度落下,发现高度低的位置下落的小球在地面留下的凹陷痕迹较浅,说明在 相同时,高度越高,物体具有的重力势能越
地面的重力势能为 ,重力势能用 表示,公式Ep= 。
三、弹性势能
弹性势能:物体由于发生 而具有的能量。形变量越大,弹性势能越 。
机械能守恒
1、机械能: 、 、 的统称。
一个物体可以有动能,也可以有势能,还可以 有动能和势能。飞行的飞机既有 也有 。
2、动能转化为重力势能的标志是速度 ,所处高度 ;重力势能转化为动能的标志是所处高度 ,速度 。
3、动能转化为弹性势能的标志是速度 ,形变 ;弹性势能转化为动能的标志是动能 ,形变 。
4、机械能守恒的条件:摩擦力、阻力等认为不存在的情况下,只有物体的动能和势能相互 时,机械能守恒
5、。摩擦力、阻力等认为不存在的情况下,“守恒”的含义是保持不变,即物体的动能和势能相互转化过程中,任何位置的机械能( + )相等.例如,小球在空中自由下落(不计阻力时),小球的动能逐渐 ,重力势能逐渐 ,但无论哪一点,小球的“动能+势能= ”.
6、动能和势能相互转化的分析步骤如下:
(1)明确研究的对象和所要研究的过程;
(2)物体在初始状态所具有的 、势能;
(3)物体在最终状态所具有的动能、 ;
(4)分析物体在运动中是否受到摩擦阻力,如果不考虑摩擦阻力,只有动能和势能相互转化, 则动能与势能的 保持不变.
例题:在一个罐子的盖和底各开两个小洞.将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定(图11.4-7).做好后将它从不太陡的斜面滚下.观察有什么出人意料的现象.怎样解释看到的现象?
解答:现象:罐子沿着不太陡的斜面滚下一段距离后,停下来,然后反过来自己沿着斜面向上滚.原因是:当罐子沿斜面向下滚动时,带动小铁块翻转,小铁块翻转使橡皮筋发生了 形变,小铁块的动能转化成了橡皮筋的 势能.罐子滚下一段距离后,橡皮筋的 势能又会转化成小铁块和罐子的 ,罐子沿斜面向上滚动时,动能又转化成 势能。
练习:
1.(3分)如图所示是我国生产的通用直20直升机在加速上升的过程中(忽略燃油变化),下列关于直升机的动能和势能变化情况的描述,正确的是( )
A.动能增大,势能减小 B.动能增大,势能增大
C.动能减小,势能增大 D.动能减小,势能减小
2.(3分)如图所示,游乐场的过山车从高处无动力向下运动的过程中( )
A.机械能逐渐增大 B.机械能守恒
C.势能转化为动能 D.动能转化为势能
3.(3分)自由运动的滚摆,每次上升的高度逐渐减小,下列说法正确的是( )
A.机械能守恒
B.能量正在消失
C.只存在动能和重力势能相互转化
D.减少的那部分机械能转化为内能,但总的能量守恒